Hur kommer det sig att det blåser?

LÄRARPROGRAMMET
Hur kommer det sig att det blåser?
Elevers uppfattningar om orsaker till vind
Martin Kristoffersson
Examensarbete 15 hp
Avancerad nivå
Vårterminen 2017
Handledare: Niclas Åhman
Examinator: Mats Lindahl
Institutionen för
utbildningsvetenskap
Linnéuniversitetet
Institutionen för utbildningsvetenskap
Arbetets art: Examensarbete, 15 hp
Grundlärarprogrammet med inriktning mot arbete i grundskolans
åk 4-6/verksamhetsintegrerad profil
Titel:
Hur kommer det sig att det blåser? – Elevers uppfattningar om
orsaker till vind
Författare: Martin Kristoffersson
Handledare: Niclas Åhman
ABSTRAKT
Föreställningar förklaras som de uppfattningar barn har med sig in i den
naturvetenskapliga undervisningen (Sjöberg et al., 2010). Elevers föreställningar kan
kategoriseras som vardagstänkande och vetenskapligt tänkande (Andersson, 2001).
Syftet med studien var att med hjälp av intervjuer ta reda på hur 17 elever i årskurs sex
upplever orsaker till väderfenomenet vind. De föreställningar som identifierats
kategoriserades utifrån dess relation till det vetenskapligt accepterade inom området
vind. Resultatet visar att det är möjligt att identifiera hur tidigare erfarenheter och
upplevelser påverkar de föreställningar elever har om fenomenet vind.
Nyckelord
Fysik, vind, elevföreställningar, alternativa föreställningar, vetenskapligt förankrade
föreställningar.
INNEHÅLL
1
INTRODUKTION ..................................................................................................... 1
1.1 Styrdokument........................................................................................................ 2
2
BAKGRUND............................................................................................................. 3
2.1 Ett perspektiv på undervisning i de naturvetenskapliga ämnena .......................... 3
2.2 Föreställningar i naturvetenskaplig undervisning................................................. 4
2.2.1
Alternativa föreställningar ......................................................................... 5
2.2.2
Vetenskapligt förankrade föreställningar .................................................. 6
2.3 Meteorologi .......................................................................................................... 6
2.3.1
Vindar ........................................................................................................ 6
3
SYFTE ....................................................................................................................... 8
4
METOD ..................................................................................................................... 9
4.1 Metodologisk utgångspunkt ................................................................................. 9
4.2 Informanter ........................................................................................................... 9
4.3 Intervjuer .............................................................................................................. 9
4.3.1
Intervjuunderlag....................................................................................... 10
4.3.2
Analys av intervjuer................................................................................. 10
4.4 Genomförande .................................................................................................... 11
4.5 Etiska överväganden ........................................................................................... 11
4.6 Studiens tillförlitlighet och trovärdighet............................................................. 11
5
RESULTAT ............................................................................................................. 13
5.1 Hur uppfattar eleverna orsakerna till att väderfenomenet vind uppstår?............ 13
5.1.1
Det är träden som gör att det blåser. ........................................................ 13
5.1.2
Det är vågorna på havet som gör att det blåser........................................ 14
5.1.3
Det har med månen att göra. .................................................................... 14
5.1.4
Det är molnen som får luften att röra på sig och därför blåser det. ......... 15
5.1.5
Det beror på om det är varmt eller kallt i luften. ..................................... 15
5.2 Hur kan elevernas föreställningar kategoriseras utifrån begreppen alternativa och
vetenskapligt förankrade föreställningar? ................................................................... 16
6
DISKUSSION ......................................................................................................... 18
6.1 Resultatdiskussion .............................................................................................. 18
6.2 Metoddiskussion ................................................................................................. 21
6.3 Slutsatser och implikationer för undervisningen ................................................ 22
6.4 Vidare forskning ................................................................................................. 22
REFERENSLISTA .......................................................................................................... 23
BILAGA
1
1
INTRODUKTION
Idén till studien väcktes dels ur erfarenheter från tiden på övningsskolor och dels ur
tidigare forskning inom området om elevers föreställningar av naturvetenskapliga
fenomen. Ute i verksamheten under mina fyra år på grundlärarprogrammet har jag
kommit i kontakt med en läromedelsstyrd fysikundervisning. Undervisningen har av
mig uppfattats som monoton där elevernas egna föreställningar och uppfattningar
inte varit utgångspunkt. Vid diskussioner tillsammans med lärare om undervisning i
meteorologi belyser de området som något som inte tillägnas tid samt att området
upplevs komplext. Att lärarna upplever det komplext kan vara möjligt att relatera till
den aktuella läroplanen. I läroplanen är det möjligt att hitta meteorologi under ämnet
fysik. I det centrala innehållet för fysik står det skrivet att undervisningen ska
behandla enkla väderfenomen som till exempel vindar och hur de uppstår. Att
meteorologin ska behandlas i undervisningen står utskrivet. Men det finns däremot
inget specifikt väderfenomen som ska behandlas (Skolverket, 2016a). Genom att ta
del av kommentarmaterialet till läroplanen står det specificerat att det inte finns
något specifikt väderfenomen som ska behandlas utan att det är upp till läraren att
välja utifrån vad som kan vara aktuellt. Till exempel vindar om det nyligen varit en
storm i området (Skolverket, 2016b). Det kan vara en orsak till varför lärare
beskriver området som svårt eftersom man inte vet vad som ska behandlas och håller
sig då till ett läromedel där elevernas egna uppfattningar inte alltid uppmärksammas.
Det har sedan 1970 genomförts flertalet studier inom området elever föreställningar
inom naturvetenskapen. Resultaten pekade på att vardagsföreställningar är ett
förekommande fenomen hos eleverna när de kliver in i klassrummet (Andersson,
2001; Andersson, 2008a; Brooks & Brooks, 1999; Clement, Brown &
Zietsman,1989; Driver, 1985). Vidare skriver Andersson (2008a) att elevers tidigare
föreställningar kan fungera som grund för den vidare undervisningen. Genom att som
lärare ta vara på och utgå från elevers föreställningar om naturvetenskapliga fenomen
kan bidra till en bättre förståelse för hur undervisningen ska utformas för att i sin tur
nå fram till så många elever som möjligt (Donovan, Bransford & Pellegrino, 1999;
Lindström & Pennlert, 2012; Shymanski, Woodworth, Norman, Dunkhase,
Matthews & Liu, 1993).
Som blivande lärare i fysik är det av intresse att undersöka elevers föreställningar om
väderfenomenet vind. Genom att vara medveten om hur elever upplever och
resonerar om fysikaliska fenomen kan lärare anpassa undervisningen och
implementera elevers tänkande för att således möta så många elever som möjligt.
Förhoppningen är att denna studie ska öka medvetenheten hos lärare kring hur elever
upplever det fysikaliska fenomenet vind så att undervisningen blir mer elevnära och
vi tar vara på deras perspektiv och hur de uppfattar orsaker till väderfenomenet vind i
sin vardag.
Utifrån Björn Anderssons (2001; 2008a) teorier om vardags och vetenskapligt
tänkande kommer denna studie att, genom belysning av föreställningar, göra ett
försök att kategorisera elevers uppfattningar om väderfenomenet vind.
2
1.1
Styrdokument
Undervisningen i fysik syftar till att eleverna utvecklar nyfikenhet och kunskap för
de fysikaliska sammanhang som finns i omvärlden. Eleverna ska även via
undervisningen få möjlighet att utveckla förmågan att föra och granska argument i
sammanhang där fysik används (Skolverket, 2016a). Undervisning i fysik finns i
grundskolans samtliga stadium vilket resulterar i en progression från årskurs 1 till 9.
Progressionen innebär att undervisningen inledningsvis utgår från att vara elevnära
och konkret till att i högre stadium bli mer abstrakt. För att gynna progressionen
återkommer ämnesområden inom fysiken i samtliga stadier (Skolverket, 2016b). Att
väderfenomen återkommer i flera stadier medför också en progression i ämnets
centrala innehåll. Mer specifikt innebär progressionen inom det centrala innehållet
att de teorier och begrepp som presenteras går från att i de lägre stadierna vara
konkret och elevnära till att högre upp bli mer abstrakta. Eleverna får också möta fler
och mer avancerade modeller och begrepp som förklaringar till väderfenomen
(Skolverket, 2016b). Begreppet progression inom naturvetenskapen handlar om att
eleverna ska utöka sitt kunnande genom att arbeta vidare och addera ny kunskap till
det de tidigare lärt sig (Andersson, 2008b).
Undervisningen i fysik är av betydelse för elevens förståelse för bland annat
meteorologi och energiförsörjning. De kunskaper eleven utvecklar inom ämnet fysik
har betydelse för samhällsdebatten med avseende på en hållbar utveckling
(Skolverket, 2016a). Det som ska behandlas i fysikundervisningen har en betydelse
för elevernas situation i samhället som medborgare och individer (Andersson, 2012;
Skolverket, 2016b). Genom stimulans ska undervisningen syfta till att utveckla
vetgirighet hos eleverna genom att de får möjlighet att undersöka, mäta och studera
vardagliga fysikaliska fenomen (Skolverket, 2016b).
I kursplanen för fysik i årskurs 4–6 är enkla väderfenomen och deras orsaker en del
av det centrala innehållet. Som ett enkelt väderfenomen lyfter Skolverket fram
vindar. Förutom enkla väderfenomen ska eleverna få möta och genomföra enkla
mätningar av väder över tid. I kommentarmaterialet för ämnet fysik framgår det att
det inte finns några bestämmelser att det är några specifika väderfenomen som ska
tas upp (Skolverket, 2016b). För att förtydliga citerar jag skolverket:
Kursplanen anger inga specifika väderfenomen som undervisningen ska
behandla, utan de kan väljas utifrån lokala förhållanden, rådande årstid och
aktuella händelser i världen. Det kan till exempel vara sjöbris, åskväder,
regnbåge eller tornado.” (Skolverket, 2016b. s.20)
Citatet visar att det inte finns specifika krav på att studiens område, vindar, ska
behandlas under mellanstadiet. Vilka väder som då ska behandlas i undervisningen
bestäms därför av lärare, arbetslag eller skolledare.
3
2
BAKGRUND
Följande kapitel ger läsaren en inblick i den forskning som ligger till grund för denna
studie. Studien fokuserar på elevers förståelse av fysikaliska fenomen och mer
specifikt väderfenomenet vind. Bakgrundskapitlet inleds med en presentation av
teorier inom undervisning i de naturvetenskapliga ämnena. Därefter behandlas barns
föreställningar inom naturvetenskapen samt vad forskningen skriver om meteorologi
och väderfenomenet vind.
2.1
Ett
perspektiv
på
undervisning
naturvetenskapliga ämnena
i
de
För att förstå den roll elevers föreställningar har och har haft inom naturvetenskapen
är det nödvändigt att behandla de teorier som ligger bakom idéerna om
föreställningar och hur de haft betydelse för undervisning och lärande.
Konstruktivismen är en kunskapsteori som vuxit fram inom pedagogiken. Denna
teoriram härstammar ur Piagets teorier om människans lärande och innebär att man
ser på föreställningar som ett verktyg individen skapar och använder för att förstå
omvärlden (Andersson, 2012; Illeris 2015; Sjöberg et al., 2010; Säljö, 2014). När
konstruktivismen växte fram baserades teorin på Piagets metoder där fokus låg på
hur individen skapade sig föreställningar om omvärlden (Andersson, 2012; Säljö,
2014). Synen på individens konstruktion av föreställningar kompletterades efter hand
under 1980-talet med inslag ur forskningen av Vygotskij (Andersson, 2012).
Vygotskij var mannen bakom det sociokulturella perspektivet på lärande och
utveckling (Säljö, 2014). Andersson (2012) menar att anledningen till att man såg till
Vygotskijs tidigare arbete grundade sig i att det inte bara kunde finnas ett individuellt
perspektiv på lärandet inom naturvetenskapen. Utifrån Vygotskijs arbete
möjliggjordes därför en social dimension av lärandet som bekräftade att
naturvetenskapens kunskapsobjekt består av begrepp och teorier som är konstruerade
i ett socialt sammanhang. Exempel på begrepp och teorier är atom, molekyler och
gasteorin. Det sociala perspektivet på lärande underströk också att dessa begrepp och
teorier inom naturvetenskapen inte var möjliga för eleverna att upptäcka själva.
Eftersom eleverna inte ansågs kunna upptäcka begreppen själva utan endast genom
upptäckter så fick läraren en viktig roll i den naturvetenskapliga undervisningen
(Andersson, 2012).
”Läraren är den viktigaste i detta sammanhang som bärare av det
naturvetenskapliga kunnandet med erfarenheter av att göra det begripligt och
intressant” (Andersson, 2012 s.20)
Influensen av Vykotskijs arbete i naturvetenskapen ledde fram till ett synsätt på
kunskap där begrepp och teorier är socialt konstruerade men att lärandet också
bygger på väl genomtänkt undervisning samt individuell konstruktion av
föreställningar (Andersson, 2012).
4
Det är därför möjligt att utifrån Andersson (2012) se att lärande i naturvetenskap
med elevers konstruktion av föreställningar i fokus har givit upphov till följande fyra
idéer, vilka anses gynna elevers lärande.
•
”Elevens aktiva engagemang i tänkande är viktigt om någonting som
liknar förståelse ska uppnås.
•
Det är viktigt att visa respekt för eleven och elevens idéer.
•
Naturvetenskap består av idéer som skapats av människor.
•
Design av undervisning ska ge hög prioritet för att vara begriplig för
eleverna, utnyttja vad de redan vet och ta itu med svårigheter som har
att göra med hur de uppfattar sin omvärld.” (Andersson, 2012. s.59)
I dessa fyra nämnda idéer lyfter Andersson (2012) fram att undervisningen inom
naturvetenskapen har fokus på eleven och hur läraren ska ta till vara på de
föreställningar eleverna har.
2.2
Föreställningar i naturvetenskaplig undervisning
Människan skapar sig ständigt föreställningar om den värld den lever i. Skapandet av
föreställningar görs i försök att förstå fenomen i omvärlden (Brooks & Brooks, 1999;
Clement, Brown & Zietsman, 1989; Driver, 1985; Sjöberg et al., 2010).
Föreställningar både skapas och prövas i den omgivning individen befinner sig i,
både genom fysisk kontakt med omvärlden samt i sociala situationer och
interaktioner (Driver, 1985; Sjöberg et al., 2010). Begreppet föreställningar är en
förklaring till de uppfattningar barn har med sig in i den naturvetenskapliga
undervisningen (Sjöberg et al., 2010). Clement et al. (1989) menar att barns
föreställningar kan utgöra både grunder men även hinder för deras förståelse för
undervisningen i fysik. Andersson (2001) utgår från tidigare studier genomförda av
Piaget och Vygotskij ur vilka han belyser två huvudkategorier av elevtänkande,
vardags- samt vetenskapligt tänkande. Det vetenskapliga tänkandet är, som det
framgår, ett vetenskapligt förankrat tankesätt jämfört med elevernas vardagliga
tänkande. De två tankesätten kan exemplifieras utifrån följande två citat, ”seende
beror på att ögat sänder ut synstrålar” och ”seende beror på att ljus reflekteras in i
ögat” där det inledande indikerar på ett vardagstänkande i jämförelse med det andra
mer vetenskapligt förankrade tankesättet.
Elever har varierande föreställningar om omvärlden när de går in i klassrummet
(Donovan et al., 1999; Driver, 1985; Lindström & Pennlert, 2012). Lärares
medvetenhet om barns föreställningar och hur barn tänker gör att de kan planera
undervisningen för att möta barnen på deras nivå och därmed utmana deras tankar
(Andersson, 2001; Clement et al. 1989; Shymanski et al., 1993). Genom att ta reda
på och utnyttja dessa föreställningar kan lärare, genom att använda dem som
utgångspunkt i undervisningen, möta och utmana elever för att således hjälpa att
forma deras uppfattningar emot det som är vetenskapligt accepterat (Andersson,
2001, Donovan et al., 1999; Henriques, 2002, Lindström & Pennlert, 2012). Kuhn
(2010) lyfter fram det vetenskapliga tänkandet som en process mot en mer
djupgående vetenskaplig förståelse. Andersson (2001 & 2008a) menar att det är
essentiellt att i den naturvetenskapliga undervisningen ta vara på elevers
föreställningar.
5
Vidare utvecklar Andersson (2001 & 2008a) att elevers vardagliga och vetenskapliga
tankesätt kompletterar varandra genom det Piaget beskriver som tänkandets
utveckling, från konkret operationellt stadium till formellt operationellt stadium.
Säljö (2014) beskriver de två stadierna som utvecklingsnivåer elever kan befinna sig
på. Låt oss säga att eleven befinner sig på ett konkret operationellt stadium. Det gör
att eleven inte kan ta till sig kunskap som ligger utanför detta stadium, alltså på ett
formellt operationellt stadium. Vidare beskriver Säljö (a.a) att undervisningen måste
ske inom det stadium där eleven befinner. Det krävs, för att uppnå ett vetenskapligt
tänkande, att undervisningen tar avstamp i elevernas vardagliga tänkande och bygger
vidare på elevernas föreställningar (Andersson, 2001). West (beskriven i Gilbert,
2005) instämmer med att lärare kan använda barnens alternativa föreställningar och
uppfattningar som byggstenar. Dessa byggstenar fungerar som grundpelare för att
skapa broar mellan tidigare kunskap och ny kunskap. Vidare framhävs också
kognitiva konflikter när läraren skapar broar mellan elevernas tidigare och den nya
mer formella kunskapen. Nussbaum och Novick (beskrivet i Gilbert, 2005) har tagit
fram en strategi för att väcka kognitiva konflikter hos elever. Kortfattat ger läraren
eleverna en situation/påstående som kräver att de framkallar sina föreställningar för
att tolka och förstå dem. Därefter hjälper läraren eleverna att utveckla sina tankar för
att sedan låta dem diskutera för- och nackdelar med sina slutsatser. Läraren
uppmärksammar och uppmuntrar avslutningsvis de tankar och förslag som är mest
generaliserbara.
Ur tidigare forskning är det sammanfattningsvis möjligt att identifiera två
huvudkategorier av föreställningar. Alternativa föreställningar som inte stämmer
överens med det vetenskapligt accepterade samt vetenskapligt förankrade
föreställningar som är förankrade i det vetenskapliga (Andersson, 2001; Andersson
2008a; Clement et al., 1989; Kuhn, 2010; Sjöberg et al., 2010 & West (i Gilbert,
2005)). Nedan kommer forskningen att presenteras utifrån de två ovanstående
begreppen.
2.2.1
Alternativa föreställningar
Clement et al. (1989) benämner de föreställningar som inte anses stämma överens
med det vetenskapligt korrekta för misconceptions (s. 4). Denna typ av uppfattning är
individens egna kreativa sätt att skapa sig en förståelse för fenomen den blir
presenterad för. Gilbert (beskriven i Garnett, & Hackling, 1995) och West (beskriven
i Gilbert, 2005) benämner dessa som alternativa föreställningar. De alternativa
föreställningarna stämmer inte överens med det som anses vara vetenskapligt
korrekt. Föreställningar likt dessa ses som ett mer praktiskt och anpassningsbart sätt
att se på omvärlden (Clement et al., 1989). Sjöberg et al. (2010) framhäver två sätt
att definiera elevföreställningar som inte stämmer överens med det vetenskapligt
accepterade. Inledningsvis kan vi se på föreställningarna som alternativ, även kallade
alternativa paradigm, till det som råder rent vetenskapligt. Andersson (2001)
benämner detta som ett vardagstänkande hos eleverna. Motsatsen är att se på de
föreställningar som inte överensstämmer med verkligheten som missuppfattningar.
Dessa föreställningar relateras till missförstånd i förståelsen för vetenskapliga
fenomen (Sjöberg et al., 2010). Att se på föreställningar ur denna vinkel menar han
får andra pedagogiskt relaterade konsekvenser på grund av att missförstånd kan
grunda sig i elevens missförstånd av lärare och/eller läromedel.
6
Strike och Posner (1992) menar samtidigt att missuppfattningar har rötter i
individens tidigare erfarenheter av fenomen och hur denne har assimilerat
presenterade koncept. Vidare refererar de till verk av Clement där det framgår att
missuppfattningar (misconceptions) av fenomen har rötter i en djupare nivå i
individens förståelse och är därmed svårare att förändra. Det kan dock inte alltid
förutsättas att de föreställningar eleverna visar beror på missuppfattningar. Det
bakomliggande kan också grunda sig i brister i elevens tillvägagångssätt att uttrycka
sig (Henriques, 2002).
2.2.2
Vetenskapligt förankrade föreställningar
De uppfattningar som i stora drag är möjliga att relatera till det som anses vara
vetenskapligt korrekt benämner Clement et al. (1989, s.4) som anchoring
conceptions. Elevföreställningar som är vetenskapligt förankrade är i stora drag
möjliga att relatera till det som är vetenskapligt accepterat. Ur ett
undervisningsperspektiv är dessa föreställningar belägna närmre det vetenskapligt
korrekta (Clement et al., 1989). När det går att identifiera föreställningar som är
möjliga att relatera till det vetenskapligt accepterade menar Andersson (2001) är ett
tecken på ett vetenskapligt tänkande hos eleven. Vidare skriver Andersson (2001) att
det vetenskapliga tänkandet är i jämförelse med vardagstänkandet mer
generaliserbart och prövbart. Kuhn (2010) presenterar att det för undervisningen är
ett mål att få eleverna till ett vetenskapligt tänkande. I kontrast med Anderssons
(2001) vardagstänkande menar Kuhn (2010) att det vetenskapliga tänkandet är
korrekt ur ett vetenskapligt perspektiv. Driver (1985) menar att de elevföreställningar
som är vetenskapligt förankrade bygger på en kognitiv utveckling ur tidigare
elevföreställningar som låg längre ifrån det vetenskapligt accepterade. Denna
utveckling menar hon kommer genom lärandet (a.a).
2.3
Meteorologi
Meteorologi är den vetenskap som i samverkan med naturvetenskapens lagar
förklarar, beskriver, mäter och förutser förändringar i jordens atmosfär. Dessa
förändringar ger upphov till de fenomen vi benämner väder (Gunnarsson & Hultin,
1999). Väder är något eleverna kommer i kontakt med dagligen. Det kan ske via
fysisk kontakt, TV, sociala medier eller tidningar. Det är ofta i form av prognoser
som vädret presenteras för oss (Gunnarsson & Hultin, 1999). Förutom prognoser
förekommer väder ofta i samband med händelser av extrem karaktär, exempelvis
naturkatastrofer. Detta medför att meteorologi är ett viktigt område med tanke på
dess påverkan på människors liv (Westin Bergh, 2004).
2.3.1
Vindar
Anledningen till väderfenomenet vind är temperaturskillnader i luften som i sin tur
leder till skillnader i lufttryck. Lufttrycket kan vara högt och lågt. Det tryck som
luften utövar på markytan beror på luftens vikt. För att exemplifiera detta illustrerar
Hewitt (2015) en kvadratmeter på marken där luftens tryck visas som en pelare
vertikalt från atmosfären och ner mot markytan. På den specifika arean trycker lyften
ner mot marken med ungefär 100 000 N. Hur mycket luften trycker ner mot
markytan beror på dag och plats (Hewitt, 2015). Luft som värms upp får en lägre
densitet vilket leder till att den väger mindre och stiger. Det gör att lufttrycket blir
lägre vid markytan och högre uppe i atmosfären. Uppe i atmosfären kyls luften sedan
ned av den kallare omgivningen.
7
Luften som kylts ned får en högre densitet och därmed pressas luften ner mot jorden,
och högtryck uppstår vid markytan. I ett område där lufttrycket är högt får inte all
luft plats och söker sig därmed till områden där det är ett lägre tryck. Vindarna
uppstår därmed i den process där luften strömmar från områden med högre lufttryck
till ett område med lägre tryck och det är det vi upplever som vind (Gunnarsson &
Hultin, 1999; Westin Bergh, 2004).
Landbris och sjöbris är två vanliga namn på vindar som förekommer speciellt nära
kusten och är även de fenomen som kan presenteras i skolans fysikundervisning
(Skolverket, 2016b). Tillsammans med ovanstående fakta och kommande illustrerade
bilder presenteras händelseförloppet för dessa två typer av vind (figur 1 & 2). Under
dagen har landytan värmts upp vilket i sin tur gör att luften över land värms upp. Den
varma luften stiger därefter och det leder till ett högre lufttryck uppe i atmosfären
och ett lägre tryck vid markytan. Det högre trycket högre upp leder till att luften
sprider ut sig. Den luft som hamnar ute över den något kallare vattnet kyls ned och
sjunker och det bildas ett högre lufttryck över vattnet. För att ersätta den luft som
tidigare värmts upp över land strömmar nu den nedkylda luften in mot och över land.
Det är när den kallare luften blåser in över land för att ersätta den stigande som
sjöbris uppstår. Sjöbrisen upplevs som en pålandsvind, se figur 1 (Gunnarsson &
Hultin, 1999; Westin Bergh, 2004).
Figur 1. Sjöbris
Figur 2. Landbris
Under natten sker flödet reverserat eftersom luften får lägre temperatur. Luften över
land kyls ned i högre takt jämfört med luften över vattnet. Det innebär att det nu
något varmare vattnet värmer luften som stiger och det bildas ett lågtryck vid nere
vid vattenytan samt ett högtryck högre upp i atmosfären. Det högre trycket innebär
att luften strömmar in över land där den sedan kyls ned och sjunker. Den nedkylda
sjunkande luften leder till ett lågtryck högre upp i atmosfären och högtryck nere vid
ytan eftersom mer luft nu pressar ner mot marken. I och med det högre lufttrycket
över land strömmar nu luften ut över vattnet och det uppstår en frånlandsvind även
kallad landbris, se figur 2 (Gunnarsson & Hultin, 1999; Westin Bergh, 2004).
8
3
SYFTE
Studiens syfte är att lyfta fram hur 17 elever i årskurs sex resonerar om orsaker till
väderfenomenet vind. Studien syftar också att utifrån tidigare forskning diskutera
och beskriva huruvida elevuppfattningar om fysikaliska fenomen är möjliga att
relatera till teorier om alternativa och vetenskapligt förankrade föreställningar.
Forskningsfråga:
Hur uppfattar eleverna orsakerna till att väderfenomenet vind uppstår?
Hur kan elevernas föreställningar kategoriseras utifrån begreppen alternativa och
vetenskapligt förankrade föreställningar?
9
4
METOD
Följande kapitel ger dig som läsare en redogörelse och motivering för de metoder
som nyttjats i studien. Inledningsvis tar kapitlet avstamp i den metodologiska
utgångspunkt studien har för att därefter behandla hur informanterna valdes till
studien samt tillvägagångssätt för intervjuerna. Avslutningsvis behandlas studiens
genomförande, de etiska principerna som gäller för forskning samt en
sammanfattande analys av studiens tillförlitlighet och trovärdighet utifrån de metoder
som nyttjats.
4.1
Metodologisk utgångspunkt
Den kvalitativa studien karaktäriseras av hur människor uppfattar sin omvärld och
hur deras liv anpassas utifrån det (Allwood & Eriksson, 2012). Forskning av
kvalitativ karaktär använder individers ord och visuella bilder som enhet för analys
(Larsson, 1986; Denscombe, 2016). Denna studie antar därför en kvalitativ ansats
eftersom den undersöker elevers uppfattningar om orsakerna till väderfenomenet
vind. Den kvalitativa studien är också bättre lämpad för småskaliga
forskningsprojekt eftersom de ofta är begränsade av en liten budget och kort tid
(Denscombe, 2016). Individers uppfattning och beskrivning av fenomen är också
möjlig att jämföra med den metodologiska utgångspunkten fenomenologi
(Denscombe, 2016).
4.2
Informanter
De 17 informanter som deltagit och intervjuats i studien är elever från två klasser i
årskurs sex på en skola i sydöstra Sverige. Skolan har anknytning till universitet
genom den verksamhetsförlagda utbildningen. Det innebär att eleverna sedan tidigare
är bekanta med studentnärvaro samt tidigare forskningsprojekt. Eftersom studien
hade begränsad tid och budget tillämpades ett bekvämlighetsurval. Denna typ av
urval är bättre lämpade för småskaliga forskningsprojekt eftersom det ofta rör sig om
en begränsning i tid och pengar (Denscombe, 2016). Anledningen till att just dessa
två klasser valdes ut att delta i studien grundar sig i att jag genomförde VFU där och
kunde därför på ett effektivt sätt inleda undersökning. Informanternas tidigare
erfarenheter inom ämnesområdet var för mig oklar när studien genomfördes.
4.3
Intervjuer
Att använda intervjuer som datainsamlingsmetod motiverades genom dess förmåga
att samla in uppfattningar, känslor och förståelse (Denscombe, 2016). Intervjuer
lämpar sig bäst för de studier som behandlar hur människor upplever sin omvärld
(Larsson, 1986). De intervjuer som genomförts i studien var personliga samt semistrukturerade. Intervjuerna utgick från ett underlag som har arbetats fram. Underlaget
presenteras med utförligt i avsnittet intervjuunderlag (4.3.1). I den semistrukturerade intervjun hade forskaren en grov agenda av det som skall behandlas
och det fanns även möjlighet för forskaren att lägga till eller ta bort delar ur intervjun
för att underlätta informantens utveckling av resonemang (Denscombe, 2016). Varje
enskild intervju tog mellan 5 och 10 minuter. Intervjuerna spelades in för att
underlätta arbete vid databearbetning (Denscombe, 2016). Studiens karaktär
medförde att de personliga intervjuerna lämpade sig bäst eftersom syftet med studien
var att söka elevernas uppfattningar av ett specifikt fenomen.
10
Dessutom lämpade sig personliga intervjuer eftersom de inte krävde stor planering
för genomförande samt att informanterna inte distraherades av övriga under
intervjun. Personliga intervjuer var en mer tillgänglig intervju jämfört med
gruppintervjun som kräver gruppsammansättning vilket kunde ha haft betydelse för
utfallet (Denscombe, 2016). Genom att låta intervjuerna vara semi-strukturerade fick
eleverna möjlighet att utveckla sina tankar och idéer utan större avbrott från
forskaren.
4.3.1
Intervjuunderlag
Inspirationen till begreppen som användes som utgångspunkt vid intervjuerna
hämtades från ett tidigare examensarbete genomfört av tre studenter vid Högskolan i
Skövde (Johansson, 2010, 17 mars). Intresset för studenternas arbete väcktes efter att
jag fått till mig information om bedömningsstödet Concept cartoons från Skolverket.
Så här skriver Skolverket om bedömningsstödet Concept cartoons:
Concept cartoons är ett inspirationsmaterial och ett bedömningsstöd i de
naturorienterande ämnena i årskurs 1-9. Materialet är uppbyggt kring teckningar
där elever uttrycker sina tankar om olika fenomen eller sammanhang i vardagen.
(Skolverket, 2017)
Studenternas arbete där inspirations hämtades finns beskrivet på en blogg från 2010
där Concept cartoons nämns i ett inlägg den 17 mars. I inlägget beskriver de att
arbetet de genomfört utgår från elevernas svar och tankar om vind för att skapa en
Concept cartoon. Istället för att endast utgå från frågan Varför blåser det? valde jag
att ta inspiration från deras elevsvar och tillverkade egna påståenden. Det var de
påståenden (bilaga 2) denna studiens informanter tog ställning till vid
intervjutillfället. Sammanfattat är den stora skillnaden mellan underlaget och
bedömningsstödet att underlaget som skapades för denna studie har färdiga
påståenden eleverna ska resonera om. Bedömningsstödet tar elevernas föreställningar
som utgångspunkt, vilket leder till en längre process.
4.3.2
Analys av intervjuer
Analysen av insamlade data från intervjuerna gjordes med upprepad uppspelning,
transkribering och läsning av intervjuerna (Larsson, 1986). Utifrån intervjuunderlaget (bilaga 2) analyserades de transkriberade elevintervjuerna för att
identifiera vad eleverna ansåg vara orsak och inte orsak till vind. Informativa citat
lyftes fram och presenteras i resultat (5.1). Därefter genomfördes en tematisk analys
av data för att lokalisera och kategorisera elevföreställningar i relation till två teman,
alternativa och vetenskapligt förankrade föreställningar. Temat vetenskapligt
förankrade föreställningar är med avseende på vetenskapliga teorier om vindar. Den
tematiska analysen motiveras genom att den är lätthanterliga samt flexibel (Braun &
Clarke, 2006). En analys av tematisk karaktär ger forskaren möjlighet att bestämma i
vilken utsträckning insamlade data är möjliga att placera inom olika teman (a.a).
Återigen valdes informativa citat ut för att representera uppfattningar om varje
påstående från intervjuunderlaget (bilaga 2). De finns presenterade i tabellen i
resultat (5.2).
11
4.4
Genomförande
Eftersom studien genomfördes i två klasser där jag haft min verksamhetsförlagda
utbildning hade eleverna tidigare blivit tillfrågade om det fanns intresse att delta i
studien. Eftersom majoriteten av klassen visat sitt intresse att delta skickades ett
missivbrev (bilaga 1) ut till samtliga. Efter att missivbreven samlats in kunde det
konstaterats att det fanns ett större intresse att delta i studien än tidigare. Därefter, i
samråd med ansvarig lärare, gjordes det upp en plan när det lämpade sig bäst att
genomföra intervjuerna. Med missivbreven i hand inleddes intervjuerna.
Intervjuerna genomfördes i två omgångar. Inledningsvis genomfördes pilotintervjuer
med fyra elever. Dessa intervjuer hade ett mindre strukturerat tillvägagångssätt. Det
visade sig inte ge tillräcklig data och därför omarbetades intervjuverktyget till ett mer
strukturerat men där elevens resonemang fortfarande var i centrum. Vid den andra
intervjuomgången där resterande 13 elever deltog fick eleven presenterat för sig ett
A4-papper med fem stycken påståenden relaterade till varför det blåser (bilaga 2).
Intervjuerna var fortfarande personliga med en elev i taget. Eleven fick läsa igenom
påståendena och fundera vilka eller vilket de ansåg vara orsaken till att vind uppstår.
Därefter gick eleven igenom samtliga påståenden med motivering till varför
alternativt varför inte det kunde vara en möjlig orsak till att vind uppstår. Den data
som samlades in via intervjuerna analyserades och kategoriserades först utifrån
intervjuunderlaget (bilaga 2). Med utgångspunkt i varje enskilt påstående från
underlaget genomfördes transkribering för att underlätta vidare analys. Därefter
genomfördes en tematisk analys utifrån två teman, alternativa föreställningar samt
vetenskapligt förankrade föreställningar. I resultatet presenterades hur eleverna har
svarat där de mest informationsrika svaren citerades.
4.5
Etiska överväganden
För att fastställa att undersökningen möter kvalitetskraven för humanistisk och
samhällsvetenskaplig forskning har Vetenskapsrådets (2002) forskningsetiska
principer tillämpats. Kraven finns för att säkerställa att de individer som deltar i
forskningen skyddas utan att på något sätt pekas ut samt att vid konflikt mellan
forskare och deltagare ska dessa huvudkrav kunna appliceras för avvägning. De fyra
allmänna huvudkraven är samtyckeskravet, informationskravet, nyttjandekravet och
konfidentialitetskravet (Vetenskapsrådet, 2002). Inledningsvis skickades ett
missivbrev (bilaga 1) ut till elever och målsmän för godkännande av ljudinspelning
vid intervju. I missivbrevet informerades både elever och målsmän att elevernas
medverkan är anonym samt att de uppgifter som behandlas endast används för den
aktuella studien. De elever som deltagit i studien har informerats om studiens syfte
samt att de har möjlighet att när som helst avbryta sin medverkan.
4.6
Studiens tillförlitlighet och trovärdighet
Det är svårt att bestämma trovärdigheten hos en kvalitativ studie eftersom det inte
går att säkerställa att den data som samlats in är exakt (Denscombe, 2016).
Trovärdigheten hos en samhällsvetenskaplig studie är enligt Bryman (2011) möjlig
att dela in i två block, intern och extern. Den interna trovärdigheten i denna studien
uppnås genom att det är möjligt att relatera resultatet till den tidigare forskningen
som studien bygger på (Bryman, 2011). Det andra trovärdighetskriteriet är extern
och kan också benämnas som studiens generaliserbarhet. Huruvida studiens resultat
är generaliserbart grundar sig i hur väl beskriven forskningsprocessen är.
12
Därefter är det upp till läsaren att avgöra till vilken grad studiens resultat är
generaliserbara (Bryman, 2011). Det resultat som studien visat är svåra att
generalisera eftersom den endast bygger på ett mindre antal djupgående studier ur
den tidigare forskningen om föreställningar (Denscombe, 2016). Syftet med studien
var inte att finna resultat som är möjliga att generalisera och applicera på samtliga
elever i årskurs 6. Jag anser dock att studiens utfall är trovärdigt utifrån de 17
intervjuade eleverna eftersom de gavs möjlighet att uttrycka sina resonemang utan
större avbrott och ledning från forskaren. Vad som talar mot trovärdigheten i den
aktuella studien är de begrepp som presenterades för eleverna. Begreppen kan
omarbetas och vässas ytterligare för att mer precist ringa in elevföreställningar. Det
hade också varit önskvärt att i ett tidigare skede tagit reda på, med hjälp av förtest
alternativt större intervjuomgångar, och ringat in specifika områden där eleverna
hade avvikande uppfattningar för att således kunna generera ett mer, i förhållande till
tidigare forskning, trovärdigt resultat.
Förutom en trovärdighetsbedömning görs också en bedömning utifrån hur tillförlitlig
en samhällsvetenskaplig studie är. Tillförlitligheten hos samhällsvetenskapliga
studier benämns också reliabilitet (Bryman, 2011). Tillförlitlighet hos en studie
indikerar om det är möjligt att få samma resultat om studien skulle genomföras en
andra gång (Denscombe, 2016). Att genomföra mätning av en studies tillförlitlighet
är svår i den kvalitativa forskningen. Denscombe (2016) menar att det är svårt
eftersom forskaren som genomför den kvalitativa studien har en nära koppling till sitt
datainsamlingsinstrument, vilket har påverkan på utfallet. Reliabiliteten hos denna
studie anser jag kunna förbättras avsevärt. Området för studien var nytt för mig vilket
kan ha betydelse för dess tillförlitlighet. Dessutom kan min relation till
informanterna spelat roll för datainsamlingen. Trots att det finns redogörelse för
tidigare forskning samt intervjumetod är det alltid något som kan förbättras. Som
nämns
i
kommande
metoddiskussion
kan
intervjumetodik
samt
datainsamlingsverktyg alltid förbättras för att således resultera i ett mer tillförlitligt
resultat.
13
5
RESULTAT
Kapitlet presenterar resultatet av studiens datainsamling. Resultatkapitlet är
strukturerat utifrån studiens forskningsfrågor: Hur uppfattar eleverna orsakerna till
att väderfenomenet vind uppstår? samt Hur kan elevernas föreställningar
kategoriseras utifrån begreppen alternativa och vetenskapligt förankrade
föreställningar. I den inledande delen står varje enskilt begrepp från
intervjuunderlaget (bilaga 2) som underrubriker. Elevsvaren presenteras under de
begrepp där de förekom vid intervjutillfället. Kapitlets andra del fokuserar på den
andra forskningsfrågan och presenterar de informativa elevcitat som identifierats och
kategoriserats efter tematisk analys. Vad som i resultatet benämns som vetenskapligt
förankrade föreställningar är föreställningar som är helt eller delvis möjliga att
relatera till teorier om fenomenet vind.
5.1
Hur uppfattar eleverna orsakerna
väderfenomenet vind uppstår?
till
att
I följande del sammanställs och presenteras resultatet av datainsamlingen från
elevintervjuerna där författade påståenden (bilaga 2) låg till grund för intervjun.
Varje påstående står som en egen underrubrik med delar ur elevintervjuerna under.
Varje enskilt intervjusvar kommer inte att presenteras. De svar som presenteras är de
som varit mest förekommande vid analys av intervjuerna.
5.1.1
Det är träden som gör att det blåser.
Det är träden som gör att det blåser var ett av de påståenden som eleverna fick
presenterade för sig under intervjun. Av de 13 elever som intervjuades med hjälp av
påståendena svarade 12 att träden inte var eller kunde vara orsak till att vind uppstår.
I intervju med den trettonde eleven (elev 5) framkom det att träd är en orsak av vind
genom att erbjuda skydd om de står tätt ihop.
Av de 12 eleverna svarade 11 att det är vinden som påverkar träden eller att vinden
är en orsak till att träden rör på sig. Den elev som inte svarade genom att tyda på
påverkan uttryckte sig ”det känns inte som att det är den” (Elev 6). Följande citat
från elevintervjuer synliggör hur tankegången gick för de elever som ansåg att träden
inte har med vinden att göra utan att det är vinden som påverkar träden;
”..träden kan inte göra så att det blåser. Det är ju i träden det blåser” Elev 1
”träden har .. tycker jag inte har något med vinden att göra utan det är vinden
som påverkar träden” Elev 2
”dom rör ju också på sig av vinden” Elev 3
I samtliga ovanstående elevcitat relaterar eleverna genom tre olika svar att vinden på
något sätt påverkar eller är orsak till att träden rör på sig. Under intervju med elev 4
framkom det att träden påverkas av vinden men att ”de skapar inte vinden” (Elev 4).
Det synliggjordes också att eleverna kopplar samman och relaterar olika begrepp
från naturvetenskapen. I följande citat kopplar eleven träden till deras medverkan i
fotosyntesen, i citatet refererar eleven till träden då hen säger dom: ”dom gör ju syre
men det är ju inte direkt vinden själv” (Elev 3).
14
5.1.2
Det är vågorna på havet som gör att det blåser.
Nästa påstående från intervjuerna är det är vågorna på havet som gör att det blåser.
Av totalt 13 intervjuade elever framkom det att 6 elever ansåg vågor vara en orsak
till vind uppstår och 7 elever ansåg att det är vinden som orsakar vågor.
Av de som ansåg vågor på havet vara en orsak till att det blåser framkom följande
resonemang;
”Det kanske kan vara det. Vågorna liksom rör sig och då kanske vinden också”
Elev 8
”Jag tror det är vågorna som påverkar det […] varför är det just kallt här, det är
hav nära” Elev 2
”Jag tror det är vågorna. Vågorna så här sätter luften i rörelse” Elev 9
Ovanstående citat är en sammanställning av de 6 motiveringar där det var möjligt att
identifiera att vågorna på havet är en orsak till att vind uppstår. Vidare identifierades
också 7 elever där resonemanget tyder på att vågor är en orsak av vind.
”det blir vågor på grund av vinden” Elev 10
”vågorna är det som vinden påverkar” Elev 7
”för när det blåser så är det ju vågor” Elev 11
Ett avslutande citat från en elev visar en sammanslagning av de presenterade
begreppen det är vågorna på havet som gör att det blåser och det har med månen att
göra.
”..det känns som att det har med månen att göra. ...dragningskraft, det har med
tidvattnet att göra .. och då kan det vara att det är vågor också” Elev 6.
5.1.3
Det har med månen att göra.
Månens påverkan på vinden möjliggjorde endast en kategorisering av elevsvar
utifrån hur månen påverkar vinden. Ingen elev ansåg att vinden påverkar månen. Av
de 13 eleverna framkom det att 6 stycken resonerar om att det är månen som är
orsaken till att det blåser. De motiveringar som framkom är förknippade med månens
påverkan på vattnet alternativt hur månens dragningskraft påverkar jorden i stort.
”Det känns som att det har med månen att göra. ...dragningskraft, det har med
tidvattnet att göra ... och då kan det vara att det är vågor också” Elev 6
”Skulle kunna vara månen. För jag tänker lite då att när månen drar upp vatten
och släpper ner det kanske det puttar på vinden” Elev 4
”Jag tror mer att det har med månen att göra. … ebb och flod och tidvatten… vet
inte om vinden kan bli påverkad av magnetiskt… men den påverkas nog av
dragningskraften på något sätt” Elev 3
Resterande 7 elever anser inte månen vara orsak till att vind uppstår. De motiveringar
som identifierats visar på att eleverna inte kan se hur månen ska kunna påverka att
det blåser på jorden.
”den är så långt bort, skulle inte kunna påverka” Elev 10
15
5.1.4
Det är molnen som får luften att röra på sig och
därför blåser det.
Av de 13 informanterna resonerade 10 stycken kring molnens påverkan av eller på
vinden. De övriga 3 svarade vet ej eller gav ingen motivering om påståendet. Av de
10 resonemangen om molnen svarade 9 att molnen inte har någon påverkan eller
påverkas av vinden. En elev ansåg att moln är en orsak till att vind uppstår.
”För att ... molnen de rör ju på sig och då kanske de för med sig luft som också
åker ur molnen och då blåser det” Elev 12
De som ansåg att molnen inte är en orsak till att vind uppstår anser att det är vinden
som påverkar molnen. Elever drar slutsatser om hur de kan se att molnen rör på sig
med motiveringen att något måste få molnen att röra på sig.
”Det måste ju också vara något som gör att de rör på sig” Elev 11
Även här kopplar eleverna samman tidigare kända begrepp inom naturvetenskapen
där ett påstående som framkom var att molnen innehåller ånga och har därför inget
med luften att göra.
5.1.5
Det beror på om det är varmt eller kallt i luften.
Det avslutande påståendet där temperaturen skulle kunna vara en orsaksfaktor till att
vind uppstår skapade två större grupperingar i elevsvaren. Påståendet gav de längsta
redogörelserna från elevernas sida där flertalet kompletterade med tidigare kunskap
om ämnet. Av de 13 elevintervjuerna resonerade 12 elever om huruvida luftens
temperatur kan vara orsak till att vind uppstår. De 7 elever som ansåg att luftens
temperatur inte är orsak till att vindar uppstår motiverar sitt resonemang genom att
hävda att det kan blåsa oavsett om det är varmt eller kallt ute.
”Det känns inte som att det beror på om det är varmt eller kallt ute. Det kan blåsa
lika mycket om det är varmt eller kallt” Elev 13
Samtidigt framgår det av intervjuerna att 5 elever också relaterar luftens temperatur
till att vindar uppstår. Eleverna motiverar dels genom att de ”har hört” tidigare samt
att det beror på reaktioner mellan varm och kall luft.
”Jag tror jag har hört någonstans om att det kan påverka om det är varmt eller
kallt. Om det möts från två olika håll kan det bli reaktioner typ” Elev 7
En elev av de 13 intervjuade resonerar angående luftens relation till vindar med hjälp
av uttryck som hög- och lågtryck samt att det blåser åt olika håll beroende på luftens
temperatur.
”Det kanske… om .. det är varmare kanske det blåser åt ett håll och om det
är kallare ett annat… eller om … kanske har med ..högtryck och lågtryck att
göra..” Elev 1
Vid intervju kunde eleven inte utveckla sitt resonemang tydligare. Det framkom att
detta var något eleven hade hört via vädret på TV-nyheterna.
16
5.2
Hur kan elevernas föreställningar kategoriseras
utifrån begreppen alternativa och vetenskapligt
förankrade föreställningar?
Nedan presenteras två tabeller i vilka informativa elevcitat kategoriserats utifrån
alternativa och vetenskapligt förankrade föreställningar.
Tema: Alternativa föreställningar
Påstående
Elevcitat
”..det känns som att det har med månen att göra.
...dragningskraft, det har med tidvattnet att göra
.. och då kan det vara att det är vågor också”
Elev 6.
Det har med månen att göra
Det är vågorna på havet som gör att det blåser
Det är molnen som får luften att röra på sig och
därför blåser det
Det beror på om det är varmt eller kallt i luften
”Skulle kunna vara månen. För jag tänker lite då
att när månen drar upp vatten och släpper ner det
kanske det puttar på vinden” Elev 4
”Jag tror det är vågorna. Vågorna så här sätter
luften i rörelse” Elev 9
”För att ... molnen de rör ju på sig och då kanske
de för med sig luft som också åker ur molnen
och då blåser det” Elev 12
”Jag tror jag har hört någonstans om att det kan
påverka om det är varmt eller kallt. Om det möts
från två olika håll kan det bli reaktioner typ”
Elev 7
Tabell 1. Tabell över presenterade påståenden samt utvalda alternativa uppfattningar
från elevintervjuer
Tema: Vetenskapligt förankrade föreställningar
Påstående
Elevcitat
Det beror på om det är varmt eller kallt i luften
”Det kanske… om .. det är varmare kanske det
blåser åt ett håll och om det är kallare ett annat…
eller om … kanske har med ..högtryck och
lågtryck att göra..” Elev 1
17
Det är vågorna på havet som gör att det blåser
”Jag tror det är vågorna som påverkar det […]
varför är det just kallt här, det är hav nära” Elev
2
Tabell 2. Tabell över presenterade påståenden samt utvalda vetenskapligt förankrade
föreställningar utifrån elevintervjuer
18
6
DISKUSSION
I följande kapitel ska resultat och metod diskuteras i relation till den litteratur som
ligger till bakgrund för studien. I denna del kommer också studiens implikation för
undervisningen, slutsatser samt vidare forskning att presenteras.
6.1
Resultatdiskussion
För att svara upp mot studiens syfte och frågeställning kommer intressanta
föreställningar i denna diskussionsdel relateras till begreppen alternativa
föreställningar samt vetenskapligt förankrade föreställningar och bakomliggande
adekvat forskning presenterat i kapitel bakgrund (2). Studiens utfall, elevernas
uppfattningar, går att relatera till de teorier som presenterats utifrån tidigare
forskning. Resultatet av studien visar att det utifrån elevernas resonemang är möjligt
att identifiera tecken på alternativa och vetenskapligt förankrade föreställningar.
De alternativa föreställningarna utifrån resonemanget av elev 6 och 4 (se tabell 1) är
båda relaterade till månen. Elev 6 resonerar om begreppet att det är månen som
påverkar vattnet som i sin tur orsakar vind. Elev 4 utgår från månen och menar att
det är månen som drar i vattnet och det är vattnets rörelse som medför att det blåser.
Det är möjligt att relatera elevernas resonemang till tidigare presenterade koncept
inom naturvetenskapen (Strike & Posner, 1992). I det här fallet är det hur månen
påverkar havet på vissa delar på jorden. Jag tolkar resultatet att eleverna har
assimilerat konceptet om månen och hur den påverkar händelser på jorden och
kopplar det som en möjlig orsak till att vind uppstår. En möjlig orsak till att eleven
anser det vara månen är orsak till vind kan vara att det som tidigare nämnt sedan
tidigare är känt av eleven att månen är orsak till andra fenomen på jorden. Det är
möjligt att relatera det till en missuppfattning av konceptet om månen och dess
påverkan på jorden (Henriques, 2002). Utifrån denna studie är det inte möjligt att
fastslå att tidigare undervisning skulle vara en möjlig faktor till denna föreställning.
Att ett större antal elever anser vågor som en orsak till att det blåser framgår av
resultatet. Jag har valt att framföra resonemanget av elev 9 (se tabell 1) som tyder på
en alternativ föreställning. Eleven utgår från begreppet där vågorna är orsak till att
det blåser och menar att det är vågorna som sätter luften i rörelse. Min tolkning av
elevens föreställning relateras till det Sjöberg et al. (2010) lyfter fram som alternativt
paradigm. Att elevens föreställning är ett eget kreativt sätt att tolka orsaken till att det
blåser. Det är möjligt att anta att eleven ser havet framför sig och att det ofta går
högre vågor de tillfällen det blåser ute. Därför är det en, för eleven, fungerande
föreställning som har anpassats utifrån det hen har upplevt, att det blåser när det går
höga vågor (Clement et al., 1989).
Alternativa föreställningar går också att identifiera hos elev 12 (se tabell 1) som
resonerade att moln skulle kunna vara en orsak till att det blåser. Eleven menar att
det är i molnen som det finns luft och det är när molnen släpper ut luften som det
blåser. Återigen stämmer denna alternativa föreställning överens med teorin om
tidigare presenterade koncept (Strike & Posner, 1992). Det presenterade konceptet
har därefter resulterat i ett alternativt paradigm (Sjöberg et al., 2010) och vid intervju
framstår det som en missuppfattning (Clement et al., 1989) alternativt
vardagsstänkande (Andersson, 2001; 2008). Det är möjligt att eleven anser molnen
som trolig orsak på grund av att denne har sett TV-program alternativt läst böcker i
vilka det förekommer ”molngubbar”.
19
Dessa molngubbar är ofta illustrerade på ett sätt där de blåser ur sig luft som i sin tur
leder till att vind uppstår. Det är möjligt att tolka elevföreställningen utifrån tidigare
assimilerade koncept om månen gör eleverna ett försök att applicera detta på det
fenomen de blir presenterad för under intervjun.
Temperaturens påverkan på vinden menar elev 7 (se tabell 1) beror på att det sker
reaktioner om varmt och kallt möts från två olika håll. Vad som enligt eleven är
varmt och kallt framgår inte ur transkriberingen av insamlade data. Det är dock
möjligt att tolka att eleven menar temperaturen eftersom resonemanget hör till
begreppet som behandlade luftens temperatur. För bekräftelse av vad eleven menar
kräver en mer djupgående intervju. Utifrån den data som samlats in är det möjligt att
identifiera en missuppfattning av tidigare presenterade koncept (Henriques, 2002;
Strike & Posner, 1992). Ett sådant koncept kan vara åska. Enligt SMHI beror åska på
kraftiga skiftningar i lufttemperatur alternativt där varm luft möter kall (SMHI,
2013). Utifrån elevens resonemang att det är varmt och kallt som möts och det leder
till reaktioner fick mig att relatera det till fenomenet åska och inte vind. Återigen kan
elevens sätt att uttrycka sig leda till att jag tolkar det som en alternativ föreställning
(Henriques, 2002).
De alternativa föreställningar som presenteras i studiens resultat är möjliga att
relatera till huruvida eleverna tidigare har blivit presenterade för naturvetenskapliga
koncept (Strike & Posner, 1992). De kan också grunda sig i missuppfattningar av
koncept (Henriques, 2002), vardagstänkande (Andersson, 2001), ofärdiga
uppfattningar av koncept eller elevens förmåga att uttrycka sig (Henriques, 2002).
Men konceptet fungerar för eleven som ett alternativ till det vetenskapligt korrekta
(Sjöberg et al., 2010). Detta indikerar och bekräftar att de resonemang som i studien
identifieras som alternativa uppfattningar kan bero på flertalet bakomliggande
orsaker (Henriques, 2002).
Förutom alternativa föreställningar bekräftade också resultatet att det är möjligt att
identifiera uppfattningar hos eleverna som är förankrade i ett vetenskapligt tankesätt,
eller vetenskapligt förankrade föreställningar som de benämns i denna studien
utifrån tidigare forskning. Först är det av vikt att lyfta fram att resultatet identifierar
elever som resonerade att orsakerna till vind har med skillnader i temperatur att göra.
Som forskningen visar är orsakerna till att vind uppstår relaterade till skillnader i
luftens temperatur. Dessa skillnader i temperatur ger sedan upphov till högre och
lägre lufttryck vid marken samt längre upp i atmosfären (Gunnarsson & Hultin,
1999; Westin Bergh, 2004). Trots det är det ingen av de deltagande eleverna som ger
en fullständig och helt vetenskapligt korrekt bild av varför det blåser. De
uppfattningar som identifierats som vetenskapligt förankrade föreställningar utifrån
studiens resultat och kan relateras till anchoring conceptions (Clement et al.,1989),
vetenskapligt tänkande (Andersson, 2001; Kuhn, 2010). Elev 1 (se tabell 1) uttrycker
sig:
”… om det är varmare kanske det blåser åt ett håll och om det är kallare ett
annat… eller om … kanske har med … högtryck och lågtryck att göra”
Eleven utvecklar därefter med att hänvisa till vädret på TV där hen hört låg- och
högtryck. Uppfattningar likt denna tyder på ett tankesätt förankrat i ett vetenskapligt
tänkande och en delvis assimilation vetenskapliga koncept (Andersson, 2001;
Clement et al., 1989; Kuhn, 2010; Strike & Posner, 1992).
20
Elev 2 (se tabell 2) uttrycker att det är vågorna som orsakar vind och förklarar vidare
genom att relatera kylan vid havet till att det är ett hav nära. Resonemanget att det är
vågorna som orsakar vind är inte vetenskapligt korrekt utifrån Gunnarsson och
Hultin (1999) samt Westin Bergh (2004). Det är dock av intresse att uppmärksamma
elevens resonemang att det är kallare vid havet. Eleven har uppfattningen att det är
kyligare när man befinner sig i närheten av vattnet. Det kan också vara så att eleven
har uppmärksammat att det blåser vid havet och använder kylan för att uttrycka det.
Det är min tolkning att elevföreställningen kan ses som en delvis förankring i det
vetenskapligt korrekta (Clement et al., 1989). Det är utifrån min tolkning också
möjligt att identifiera hur elevens uttrycksätt påverkar vad som anses vara en mindre
alternativt mer vetenskapligt förankrad föreställning (Henriques, 2002). Utifrån
elevens resonemang dras sedan slutsatser om denne har eller inte har ett
vetenskapligt tankesätt (Andersson, 2001).
Det är också av intresse att lyfta fram en intresseväckande del av resultatet.
Majoriteten av de deltagande eleverna är ense om att träden inte är en orsak till
vinden. Relationen mellan träd och vind menar de är möjlig att se genom att det är på
träden de kan se att det blåser. Vilket betyder att det är vinden som påverkar träden.
Eleverna uttryckte sig också att det går att se på löven om det blåser ute eftersom de
rör sig i vinden och kan därmed flyga iväg. Resonemangen och uppfattningen av
vinden i relation till träden är möjlig att koppla till hur föreställningar skapas utifrån
erfarenheter av omvärlden (Driver, 1985; Sjöberg et al., 2010; Strike & Posner,
1992). Eleverna uttrycker sig att det är möjligt att se hur vinden påverkar träden
bekräftar de teorier som finns om hur föreställningar av fenomen skapas i ett försök
att förstå omvärlden (Brooks & Brooks, 1999; Clement et al., 1989; Driver, 1985;
Sjöberg et al., 2010). Det är också möjligt att relatera elevernas uppfattningar till
tidigare undervisning om årstider eftersom eleverna kan ha blivit presenterade för
koncept där vinden har förekommit som en orsak att löven blåser av från träden på
hösten. I det fallet där det tidigare har förekommit undervisning inom områden
bekräftar att en assimilation av konceptet har möjliggjorts (Strike & Posner, 1992).
Det har i denna studie har skett en uppdelning mellan föreställningar utifrån deras
koppling till det vetenskapligt korrekta. Trots denna uppdelning är det av vikt att
lyfta fram hur undervisningen kan påverkas utifrån de skilda föreställningar som
finns i klassrummet (Donovan et al., 1999; Driver, 1985; Lindström & Pennlert,
2012). Som West (beskriven i Gilbert, 2005) skriver kan elevernas alternativa
föreställningar fungera som tillgångar för att komplettera tidigare kunskap med ny.
Elevens alternativa föreställning kan även användas för att skapa en kognitiv konflikt
för att således utmana elevernas tidigare föreställningar (Novick & Nussbaum i
Gilbert, 2005).
21
6.2
Metoddiskussion
Som datainsamlingsmetod till studien användes personliga, semistrukturerade
intervjuer med 17 elever ur två klasser där jag varit student under ett år. Att till
studien endast utgå från intervjuer var, för mig, ett nytt tillvägagångssätt. Det
krävdes därför att jag inför datainsamling fördjupade mig i metoden för intervjuer.
Det är möjligt att identifiera för- och nackdelar med vald intervjumetod. Fördelar är
att det tillämpades en mer öppen intervjuagenda där informanten gavs större
utrymme för att utveckla sitt resonemang (Denscombe, 2016). Jag som intervjuledare
gavs även större möjlighet att förändra den ordning frågorna kom för att således
kunna optimera datainsamlingen. Att använda semistrukturerade intervjuer som
datainsamlingsmetod kan också haft negativ inverkan på utfallet. Intervjusituationen
bygger på att forskaren visar respekt mot informanten. Uppnås inte detta kan
situationen, av informanten, upplevas som obekväm och kan resultera i att
informanten svarar som denne anser att forskaren önskar höra (Denscombe, 2016).
Att de intervjuade eleverna visste vem jag var och varför jag genomförde intervjun
kan ha lett till en lugnare och mindre påfrestande situation och därmed haft positiv
betydelse för hur de upplevde intervjun.
De deltagande eleverna valdes utifrån ett bekvämlighetsurval eftersom studien är
tidsbegränsad (Denscombe, 2016) samt att dessa klasser fanns till hands i anslutning
till VFU. Inför datainsamlingen fanns det ingen vetskap om elevernas kunskapsnivå
inom det valda ämnet meteorologi. Med hjälp av en mer avancerad och sofistikerad
urvalsprocess samt ett inledande kunskapstest hade det varit möjligt att identifiera
områden där informanter visar på brister i kunskap eller avvikande uppfattningar.
Utifrån de avvikande föreställningarna hade det varit möjligt att på ett mer effektivt
sätt belysa elevernas uppfattningar och därmed riktat in sig på ett mindre antal för en
djupare analys.
Som tidigare nämnt i kapitel Metod (4) visade det sig efter de inledande
pilotintervjuerna att verktyget inte var tillräckligt utarbetat. Att endast fråga eleverna
”hur uppstår vind?” samt ”vart ifrån kommer vinden?” medförde att eleverna endast
svarade kort alternativt sa ”jag vet inte”. Min tolkning av det inträffade är att
eleverna i denna situation känner sig tvungna att svara korrekt på frågan. Detta är
vad Denscombe (2016) benämner intervjueffekten. Alltså hur min identitet som
intervjuare påverkar eleverna och deras resonemang om de presenterade begreppen.
Eftersom studien söker efter elevernas resonemang om hur vind uppstår var denna
metod inte lämplig för datainsamling. En ytterligare förklaring till det inträffade kan
grunda sig i elevernas förmåga att uttrycka sig. Henriques (2002) skriver att det inte
är självklart att elevsvar beror på missuppfattningar eller okunskap i ämnet utan att
det kan finnas en bakomliggande orsak i deras sätt att uttrycka sig. Med det i
beaktande samt om eleven upplever intervjusituationen obekväm kan dessa ha
betydelse för utfallet. Därför användes dessa inledande erfarenheter för att skapa ett
mer utvecklat och genomtänkt verktyg i vilket eleverna skulle ta ställning och
resonera om olika påståenden de fick presenterade för sig.
Som nämnt i tidigare kapitel Metod (4) hämtades inspiration till underlaget från
Skolverket samt tidigare genomfört examensarbete. Min personliga erfarenhet av
liknande arbetssätt är försumbar i jämförelse. Det medför att underlaget kan
omarbetas och utvecklas ytterligare. För att effektivt precisera intervjuunderlaget
hade pilotintervjuer, utifrån begreppen, varit önskvärda.
22
Genom pilotintervjuer hade det varit möjligt att i ett tidigt skede kunna anpassa
tillvägagångssättet för att få ut så mycket som möjligt av datainsamlingen. Ett
ytterligare tillägg hade varit att genomföra en metodkombination.
Metodkombinationen medför en ökad chans för träffsäkra data vid insamlingen
(Denscombe, 2016). Att endast genomföra intervjuer utifrån ett mindre omarbetat
underlag gjorde att insamlade data blev spretig och svår att analysera. Ett förtest hade
underlättat utformandet av intervjuunderlaget och hade således gjort data mer precis
och hanterbar.
6.3
Slutsatser och implikationer för undervisningen
Förhoppningen är att jag genom studien har bringat ljus över hur elever i årskurs 6
resonerar om väderfenomenet vind samt hur elevföreställningarna kan kategoriseras
utifrån begreppen alternativa föreställningar samt vetenskapligt förankrade
föreställningar. Det har varit möjligt att identifiera begreppen i elevernas
föreställningar och resonemang. Utifrån resultatet av datainsamlingen är det dock
möjligt att anta att de elever som ingått i studien inte nyligen haft någon
undervisning inom det aktuella området. Att det inte har funnits undervisning
synliggör hur elever resonerar om ett område innan undervisning sker. Det gör att
studiens utfall är möjligt att använda för att skapa en bild av hur elever resonerar om
fenomenet vind utifrån sina tidigare föreställningar. Utifrån studiens resultat är det
möjligt att återkoppla till den forskning som lyfter fram vikten av att ta hänsyn till
elevernas tidigare uppfattningar (Andersson, 2001; 2008a; Donovan et al., 1999;
Kuhn, 2010; Lindström & Pennlert, 2012; Shymanski et al., 1993), för att således
kunna bygga broar till den nya kunskapen och ett mer vetenskapligt tankesätt
(Andersson, 2001; Kuhn, 2010; West (beskriven i Gilbert, 2005). Utifrån studiens
utfall är det också möjligt att belysa hur pass elevernas förmåga att uttrycka sig
påverkar lärares tolkning av deras föreställningar. Som Henriques (2002) skriver kan
det lärare uppfattar som en missuppfattning hos en elev grunda sig i elevens förmåga
att uttrycka sig. För att på bästa sätt kunna inkludera elevernas föreställningar i
undervisningen är det nödvändigt för läraren att vara väl medveten om vilka
föreställningar elever har inom olika områden. Slutligen anser jag att lärare bör ta
reda på de egna elevernas föreställningar och komplettera dessa med egen kunskap
om föreställningar. Det ger bäst utgångspunkt för att kunna lyfta fram så många
alternativa föreställningar som möjligt och därefter bygga vidare och utmana dem
mot ett mer vetenskapligt förankrat tankesätt.
6.4
Vidare forskning
Denna studie har bevisat att det inom området elevers föreställning om fysikaliska
fenomen finns intressant data att analysera vidare. Ett område av intresse att
undersöka är elevföreställningar i korrelation till den undervisning som de tagit del
av. Ett förslag är att genomföra intervjuer med lärare och elever. Lärarintervjuerna
belyser vilka områden som har behandlats. Därefter sker elevintervjuer med målet att
identifiera elevers föreställningar om de fenomen som undervisningen behandlat.
Endast ett fåtal elever väljs ut för att möjliggöra en djupare analys i deras
föreställningar och tankesätt.
23
REFERENSLISTA
Allwood, C.M. & Erikson, M.G. (2012). Grundläggande vetenskapsteori: för
psykologi och andra beteendevetenskaper. (Första upplagan).
Andersson, B., Strid, E., & Sverige. Skolverket. (2001). Elevers tänkande och
skolans naturvetenskap: Forskningsresultat som ger nya idéer. Stockholm:
Statens skolverk: Liber distribution.
Andersson, B. (2008a). Att förstå skolans naturvetenskap: Forskningsresultat och
nya idéer (1. uppl. ed.). Lund: Studentlitteratur.
Andersson, B. (2008b). Grundskolans naturvetenskap: Helhetssyn, innehåll och
progression. (1. uppl.). Lund: Studentlitteratur
Andersson, B. (2012). Teorier i det naturvetenskapliga klassrummet. (1. uppl.)
Malmö: Gleerups.
Braun, V. & Clarke, V. (2006) Using thematic analysis in psychology,
Qualitative Research in Psychology, 3:2, 77-101.
Brooks, J. G., & Brooks, M. G. (1999). In search of understanding: The case for
constructivist classrooms. ASCD.
Bryman, A. (2011). Samhällsvetenskapliga metoder. Malmö: Liber.
Clement, J., Brown, D. E., & Zietsman, A. (1989). Not all preconceptions are
misconceptions: finding ‘anchoring conceptions’ for grounding instruction on
students’ intuitions. International journal of science education, 11(5), 554-565.
Denscombe, M. (2016). Forskningshandboken: För småskaliga forskningsprojekt
inom samhällsvetenskaperna (3., rev. och uppdaterade uppl. ed.). Lund:
Studentlitteratur.
Donovan, M. S., Bransford, J. D., & Pellegrino, J. W. (1999). How people learn:
Bridging research and practice. National Academy Press, 2101 Constitution
Avenue NW, Lockbox 285, Washington, DC 20055.
Driver, R. (1985). Children's ideas in science. McGraw-Hill Education (UK).
Garnett, P. J., & Hackling, M. W. (1995). Students' alternative conceptions in
chemistry: A review of research and implications for teaching and learning.
Gilbert, J. (2005). Constructing worlds through science education: The selected
works of John K. Gilbert (World Library of Educationalists). London; New
York, NY: Routledge.
Gunnarsson, Jenny, & Hultin, Jenny. (1999). Meteorologi för grundskolläraren: En
lärarguide (1. uppl. ed.). Uppsala: Kunskapsföretaget.
Henriques, L. (2002). Children’s Ideas About Weather: A Review of the Literature.
School Science and Mathematics, Vol. 102 (5), 202-214.
Hewitt, P. (2015). Conceptual physics (Twelfth edition, Global ed.).
Illeris, K. & Andersson, S. (2015). Lärande (3., [uppdaterade] uppl. ed.). Lund:
Studentlitteratur.
24
Johansson, L (2010, 17 mars) Concept cartoon [Blogginlägg] Hämtad från:
http://grupp8b.blogspot.se/
Kuhn, D. (2010). What is scientific thinking and how does it develop? In U.
Goswami (Ed.), Handbook of childhood cognitive development (2nd ed.,
pp. 472–523). Oxford, UK: Blackwell
Larsson, S. (1986). Kvalitativ analys: Exemplet fenomenografi (Teori, forskning,
praktik). Lund: Studentlitteratur.
Lindström, G. & Pennlert, L.Å. (2012). Undervisning i teori och praktik en
introduktion i didaktik. Johanneshov: TPB.
Shymanski, J.A., Woodworth, G., Norman, O., Dunkhase, J., Matthews, C., & Liu,
C. (1993). A study of changes in middle school teachers’ understanding of
selected ideas in science as a function of an in-service program focusing on
student preconceptions. Journal of Research in Science Teaching, 30, 737-755.
Sjöberg, S., Andersson, S., Claesdotter, A., & Strömdahl, H. (2010). Naturvetenskap
som allmänbildning: En kritisk ämnesdidaktik (3., rev. uppl. ed.). Lund:
Studentlitteratur.
Skolverket. (2016a). Läroplan för grundskolan, förskoleklassen och fritidshemmet
2011. Stockholm: Skolverket.
Skolverket. (2016b). Kommentarsmaterial till kursplanen i fysik. Stockholm:
Skolverket.
Skolverket. (2017). Fysik: Hitta regler. Hämtad 2017-05-15, från
https://www.skolverket.se/skolutveckling/larande/nt/grundskoleutbildning/fysi
k
SMHI, Statens meteorologiska och hydrologiska institut. (2013). Åska. Hämtad
2017-05-26, från https://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/aska1.658
Strike, K. A., & Posner, G. J. (1992). A revisionist theory of conceptual
change. Philosophy of science, cognitive psychology, and educational theory
and practice, 176.
Säljö, R. (2014). Den lärande människan-teoretiska traditioner. I Lundgren, U.P.,
Säljö, R. & Liberg, C. (red.) Lärande, skola, bildning: [grundbok för lärare].
(3., [rev. och uppdaterade] utg.) (s.256-309). Stockholm: Natur & kultur.
Vetenskapsrådet. (2002). Forskningsetiska principer inom
samhällsvetenskaplig forskning. Stockholm: Vetenskapsrådet.
humanistiska-
Westin Bergh, M. (2004). Vädret: med Madeleine Westin Bergh. Stockholm: Natur
och Kultur.
25
Bilaga 1 Missivbrev
Hej
Mitt namn är Martin Kristoffersson och jag läser mitt sista år på
Grundlärarprogrammet inriktning årskurs 4-6 vid Linnéuniversitetet i Kalmar. Den
avslutande delen av utbildningen innebär att vi skriver ett självständigt arbete vilket
jag valt att inrikta mot ämnet fysik.
Syftet med studien är att undersöka hur elever uppfattar givna fysikaliska fenomen i
sin vardag. För att få fram elevernas tankar har jag valt att tillämpa gruppintervjuer.
Dessa intervjuer kommer att gå till enligt följande: två till tre elever per grupp ska
tillsammans diskutera och resonera sig fram till frågor och påståenden som rör det
aktuella området. Gruppernas diskussioner kommer att ljudupptas för vidare analys.
I och med att intervjuerna ska ljudupptas kräver Vetenskapsrådets etiska principer att
jag har målsmans godkännande för elevernas deltagande i studien. De elever som
deltar kommer i studien varken att namnges eller på något sätt pekas ut. Det är också
viktigt att eleverna är medvetna om att de när som helst får avbryta sin medverkan i
studien.
Har ni frågor, tveka inte att kontakta mig. Det görs enklast via mail!
Martin Kristoffersson
[email protected]
Nedanstående talong lämnas snarast till klassföreståndare. Tack för hjälpen!
-------✄---------------------------------------------------------------------------------Samtycke för ____________________________________________________
Härmed lämnar jag/vi samtycke att material där mitt/vårt barn finns med får
användas enligt ovan.
( ) JA ( ) NEJ
_______________________________
Målsmans underskrift
26
Bilaga 2 Intervjuunderlag